制浆造纸综合实验教学大纲（一）
课程名称：植物纤维化学综合实验
英文名称：Integrate Experiment of Lignocellulosic Chemistry
课程编码：031502
课程类别：必修
实验类别：独立设课实验
适用专业：轻化工程
先修课程：植物纤维化学、无机化学、有机化学、分析化学
一、学时与学分
课程总学时 |
3周（60学时） |
课程总学分 |
3分 |
实验学时 |
同上 |
实验学分 |
同上 |
上机学时 |
|
上机学分 |
|
二、制定本大纲的依据
制浆造纸综合性、设计性实验是一门结合专业课教学、独立为轻化工程专业本科生开设的一种探索性、复合型实验。轻化工程专业本科生经过一个阶段的学习后，具有一定的专业知识和实验技能，在此基础上运用多门课程的知识对学生实验技能和方法进行一次综合训练。
要求学生综合多门学科的知识和各种实验原理，设计实验方案、拟定步骤、选定仪器设备，并在此过程中能充分运用已经学到的知识，去发现问题，解决问题。
制浆造纸综合性、设计性实验共分两部分，第一部分为植物纤维化学综合实验，第二部分为制浆造纸工艺综合性。第一部分“植物纤维化学综合实验”涉及无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、植物纤维化学和纸浆原理与工程等课程。该阶段的任务使学生初步掌握造纸植物纤维原料和纸浆的化学成分分析的基本原理和测定方法，熟悉实验中所使用的仪器设备及其操作方法。通过实验环节，使学生得到科学研究的初步训练，并在实验中培养学生科学严谨的品质和独立工作能力。
三、本实验课程的具体安排
实验项目的设置及学时分配
序号 |
实验项目名称 |
内容简介（50字左右） |
实验学时 |
实验要求 |
实验类型 |
每组人数 |
1 |
植物纤维原料水分含量测定 |
植物纤维原料试样制备，在105±2℃烘箱中干燥至恒重。 |
6 |
必修 |
综合 |
2 |
2 |
植物纤维原料灰分含量测定 |
植物纤维原料试样制备，碳化，在575±25℃高温炉中灼烧至恒重。 |
6 |
必修 |
综合 |
2 |
3 |
植物纤维原料苯-醇抽出物含量测定 |
使用索氏抽提器抽提试样，溶剂为苯-醇混合液。 |
6 |
必修 |
综合 |
2 |
4． |
植物纤维原料酸不溶木素含量测定 |
使用72%硫酸水解聚糖，木素以残渣形式分离。 |
6 |
必修 |
综合 |
2 |
5 |
植物纤维原料酸溶木素含量测定 |
测定液的制备，使用紫外分光光度计测定酸溶木素。 |
6 |
必修 |
综合 |
2 |
6 |
植物纤维原料综纤维素含量测定 |
使用亚氯酸钠氧化法除去试样中的木素，纤维素和半纤维被分离。 |
6 |
选修 |
综合 |
2 |
7 |
植物纤维原料生物结构观察 |
试片制备、染色剂的配制与使用，用显微镜观察、鉴别各植物纤维的特征。 |
6 |
必修 |
综合 |
2 |
8 |
漂白化学浆粘度测定 |
浆样的选定与溶解，用毛细管粘度计进行粘度测定并计算。 |
6 |
必修 |
综合 |
2 |
9 |
植物纤维原料多戊糖含量测定 |
糠醛蒸溜与滴定。 |
6 |
选修 |
综合 |
2 |
备注：（1）实验要求：必修、选修（2）实验类型：演示、验证、综合、设计
四、实验的基本内容和基本要求
实验一 造纸植物纤维原料水分的测定
1、内容与原理：水分的测定采用干燥法；即将试样放在105±3℃的电热烘箱中干燥至恒重，所失去的重量既为试样水分的含量。
2、基本要求：掌握使用重量分析方法测定造纸植物纤维原料水分。
3、仪器：电热恒温烘箱、分析天平。
实验二 造纸植物纤维原料灰分的测定
1、内容与原理：将试样在575±25℃条件下灼烧，使试样中的有机物转变为CO2和H2O而挥发，剩下的矿物性的残渣即为灰份。
2、基本要求：掌握使用重量分析方法测定造纸植物纤维原料灰分的方法。
3、仪器：高温炉、分析天平。
实验三 造纸植物纤维原料苯-醇抽出物的测定
1、内容与原理：在造纸植物纤维原料中，除含有纤维素、半纤维素及木素主要成分之外，还含有少量组分，如：脂肪、蜡及松香酸等。原料中这些组成部分可用有机溶剂将其抽提出来。
2、基本要求：掌握索氏抽提器的使用方法。
2、溶剂及仪器：溶剂为苯-乙醇（67：33）混合液，仪器为索氏抽提器和分析天平。
实验四 造纸植物纤维原料酸不溶木素含量的测定
内容与原理：使用硫酸法测定造纸植物纤维原料的木素含量，是由Peter Klason首先提出，经过很多化学家研究并加以修改，已成为国内外一种测定木素含量的标准方法。这种方法是用72%H2SO4水解试样中的碳水化合物，从而定量测定其残余物（木素）量。
2、基本要求：掌握聚糖的水解和过滤操作。
3、仪器：电热板、分析天平。
实验五 造纸植物纤维原料酸溶木素含量的测定
1、内容与原理：在测定造纸植物纤维原料酸不溶木素含量时，纤维原料中一部分木素溶于H2SO4，采用紫外光谱法测定该部分在205nm处的吸收，计算出酸溶木素含量。
2、基本要求：掌握可见-紫外分光光度计的使用方法。
3、仪器：可见-紫外分光光度计。
实验六 植物纤维原料细胞形态的观察
1、内容与原理：在光学纤维镜下观察不同植物纤维的细胞形态。
2、基本要求：掌握制片技术、染色方法和不同的纤维原料细胞构成形态的差异。
3、仪器：光学显微镜。
实验七 植物纤维原料中综纤维素的测定
1、内容与原理：采用NaCLO2法测定植物纤维原料中的综纤维素，其原理是NaCLO2在pH=4.5，浓度为6%的条件下，NaCLO2分解出CLO2，CLO2氧化原料中的木素使其除去，保留下纤维素和半纤维素，既综纤维素。
2、基本要求：掌握NaCLO2法测定植物纤维原料中的综纤维素方法。
3、仪器：恒温水浴、分析天平。
实验八 漂白化学浆聚合度（粘度）的测定
1、内容与原理：粘度是流体流动时、流体内摩擦力大小的表现。纤维素及其它高分子化合物的粘度与其分子量有关，可以通过溶液的粘度计算出分子量或聚合度。
2、基本要求：掌握毛细管粘度计的使用方法。
3、仪器：毛细管粘度计、分析天平、超级恒温水浴。
五、实验的基本设备与器材配置
序号 |
仪器名称 |
序号 |
仪器名称 |
1 |
电热恒温烘箱 |
7 |
光学显微镜 |
2 |
分析天平 |
8 |
恒温水浴 |
3 |
高温炉 |
9 |
毛细管粘度计 |
4 |
索氏抽提器 |
10 |
超级恒温水浴 |
5 |
电热板 |
|
|
6 |
可见-紫外分光光度计 |
|
|
六、考核方式与评分办法
植物纤维化学综合实验的考试方式：采取平时成绩同期末考试成绩相结合的做法，平时成绩以实验操作、实验能力、实验结果及实验报告是否准确、规范为主要依据，平时成绩占70％。期末考试为闭卷形式，其成绩占30％。
七、主要参考书
1、陈佩蓉主编．制浆造纸实验．北京：中国轻工业出版社，1995（4）．
2、杨淑惠主编．植物纤维化学．北京：中国轻工业出版社，2001（1）．
3、Johan Gullichsen and Hannu Paulapuro. Forest Products Chemistry（Book 3） In： PAPERMAKING SCIENCE AND TECHNOLOGY. Published in Cooperation with the Finnish Paper Engineer’s Association and Tappi, 2001
执笔人：裴继诚 审定人：徐立新 |
